(57)【要約】【課題】複雑な作業を導入することなく、十分な強度で主基板にフレキシブル基板を接続する構造および方法を提供する。【解決手段】主基板１００は、その表面または内層を利用して配線パターン１０１を備えている。フレキシブル基板１には、主基板１００の信号線または電力線を外部の回路に接続するための配線パターン２が形成されている。フレキシブル基板１の先端部には、対応する配線パターン２が接続された接続端子３が形成されている。配線パターン２どうしの間に貫通孔４が形成されている。ポッティング樹脂１１は、各貫通孔４およびその周辺にポッティングされる。樹脂が硬化すると、ポッティング樹脂１１は、主基板１００とフレキシブル基板１とを接合する。【選択図】図１
2006245562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線パターンが形成された主基板と、
上記主基板の配線パターンとの接続のための複数の接続端子、それら複数の接続端子にそれぞれ接続される複数の配線パターン、およびそれら複数の配線パターンどうしの間に形成される貫通孔を備えるフレキシブル基板と、
上記主基板に達するように上記貫通孔およびその周辺に設けられるポッティング樹脂、
を有する接続構造。
【請求項２】
配線パターンが形成された主基板と、
先端部が櫛形状に形成されており、その櫛形状部分の各突起の先端に上記主基板の配線パターンとの接続のための複数の接続端子を備えるフレキシブル基板と、
上記主基板に達するように上記櫛形状部分に設けられるポッティング樹脂、
を有する接続構造。
【請求項３】
主基板と、
端部の所定部分に切欠きが形成されたフレキシブル基板と、
上記主基板に達するように上記切欠き部分およびその周辺に設けられるポッティング樹脂、
を有する接続構造。
【請求項４】
貫通孔が形成された主基板と、
先端部が上記貫通孔を通過した状態で上記主基板に接続されるフレキシブル基板と、
上記フレキシブル基板に達するように上記貫通孔およびその周辺に設けられるポッティング樹脂、
を有する接続構造。
【請求項５】
配線パターンおよび貫通孔が形成された主基板と、
先端部に上記主基板が備える配線パターンとの接続のための複数の接続端子を備えるフレキシブル基板と、
上記複数の接続端子を利用して上記フレキシブル基板が上記主基板に接続された状態で上記フレキシブル基板に達するように上記貫通孔およびその周辺に設けられるポッティング樹脂、
を有する接続構造。
【請求項６】
配線パターンが形成された主基板に、その主基板の配線パターンとの接続のための複数の接続端子およびそれら複数の接続端子にそれぞれ接続される複数の配線パターンを備えるフレキシブル基板を接続する方法であって、
上記フレキシブル基板において上記複数の配線パターンどうしの間に貫通孔を形成し、
上記主基板の配線パターンと上記フレキシブル基板の配線パターンとを半田接続し、
上記主基板に達するように上記貫通孔およびその周辺にポッティング樹脂を設ける、
ことを特徴とする接続方法。
【請求項７】
前記フレキシブル基板は、さらに前記複数の配線パターン群の外側の領域に外側貫通孔を備え、
前記ポッティング樹脂は、前記主基板に達するように前記貫通孔、前記外側貫通孔、およびそれら貫通孔の周辺に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の接続構造。
【請求項８】
前記外側貫通孔は、前記貫通孔より大きい形状である、
ことを特徴とする請求項７に記載の接続構造。
【請求項９】
前記フレキシブル基板は、先端部において、さらに前記複数の接続端子群の外側の領域に凹部分を備え、
前記ポッティング樹脂は、前記主基板に達するように前記櫛形状部分、前記凹部分、およびそれらの部分の周辺に設けられる、
ことを特徴とする請求項２に記載の接続構造。
【請求項１０】
前記凹部分は、前記櫛形状部分の凹部分より大きい形状である、
ことを特徴とする請求項９に記載の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線パターンを備える主基板にフレキシブル基板を接続する接続構造およびその接続方法に係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、配線パターンを備える主基板上の信号線または電力線を外部の回路に接続するために、フレキシブル基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）が使用されている。フレキシブル基板は、一般に、シート状の柔軟な基板であり、その表面または内層に配線パターンが形成されている。
【０００３】
主基板およびフレキシブル基板を電気的に接続する際には、主基板に形成されている配線パターンの一部とフレキシブル基板に形成されている対応する配線パターンの一部とが半田等により電気的に接続される。しかし、これらの基板間を半田等のみで接続しただけでは、強度が十分ではなく、その接続部が剥れてしまうおそれがある。そこで、主基板とフレキシブル基板との接続を補強するための提案がなされている。
【０００４】
特許文献１においては、図８（ａ）およびその側面図である図８（ｂ）に示すように、主基板１００とフレキシブル基板１１０との接続を補強するために、接着剤として作用する樹脂ポッティングがなされている。これにより、主基板１００およびフレキシブル基板１１０を含む製品の組立て時あるいは使用時に、接合部の引き剥がしストレスがポッティング樹脂により受け止められて半田接続部へのストレスが緩和される。
【０００５】
特許文献２においては、図９に示すように、主基板１００とフレキシブル基板１１０とが接続される。主基板１００の上面には接続銅ハク１２１が形成され、さらにその上面にレジスト１２２が設けられている。フレキシブル基板１１０には、配線パターン１２３およびカバーフィルム１２４が形成されている。接続銅ハク１２１と配線パターン１２３との間は、厚メッキされた半田による圧接続部１２５で接続されている。そして、主基板１００とフレキシブル基板１１０との接触面に接着剤１２６が塗布され、接続部が補強されている。
【０００６】
なお、他の構造としては、リベット等を利用して主基板とフレキシブル基板との間を固定する方法が提案されている。
【特許文献１】実開昭６２−７３５７６号公報（図３、図４）
【特許文献２】特開平７−３８２５３号公報（図３、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の構造では、ポッティング樹脂による接着効果が得られるのは、樹脂ポッティングエリアのうちフレキシブル基板１１０の短手方向に対する端部（図８（ａ）において破線で囲まれている部分）のみである。よって、この構造では、十分な補強効果が得られない。また、フレキシブル基板１１０の中央部領域では、補強効果が薄れてしまい、スペース効率が低くなる。
【０００８】
特許文献２に記載の構造では、比較的良好な補強効果が得られるが、半田付け後に主基板１００とフレキシブル基板１１０との間に接着剤１２６を塗布することは容易ではなく、工程の複雑化、あるいは部材費の上昇が懸念される。
【０００９】
なお、リベット等を利用して主基板とフレキシブル基板との間を固定する構造では、そのリベットのためのスペースが必要になるので、フレキシブル基板の小型化を図るためには問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、複雑な作業を導入することなく、十分な強度で主基板にフレキシブル基板を接続する構造および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の接続構造は、主基板にフレキシブル基板を接続するためのものである。主基板には、配線パターンが形成されている。フレキシブル基板は、上記主基板の配線パターンとの接続のための複数の接続端子、それら複数の接続端子にそれぞれ接続される複数の配線パターン、およびそれら複数の配線パターンどうしの間に形成される貫通孔を備える。そして、上記主基板に達するように上記貫通孔およびその周辺にポッティング樹脂（例えば、常温硬化性シリコーン樹脂など）が設けられる。
【００１２】
この構造においては、各貫通孔が設けられている箇所でそれぞれフレキシブル基板と主基板とが接着されるので、接着効果の得られるエリアが増加し、全体として接着効果が向上する。また、半田付け作業により主基板にフレキシブル基板が接続された状態で樹脂をポッティングするだけで、主基板とフレキシブル基板との間の接合を補強できる。
【００１３】
本発明の他の態様の接続構造においては、フレキシブル基板は、その先端部が櫛形状に形成されており、その櫛形状部分の各突起の先端に上記主基板の配線パターンとの接続のための複数の接続端子を備える。そして、上記主基板に達するように上記櫛形状部分にポッティング樹脂が設けられる。この構造によれば、櫛の各凹部分でそれぞれフレキシブル基板と主基板とが接着される。
【００１４】
本発明のさらに他の態様の接続構造においては、フレキシブル基板は、その端部の所定部分に切欠きが形成されている。そして、上記主基板に達するように上記切欠き部分およびその周辺にポッティング樹脂が設けられる。この構造によれば、切欠き部分を利用してフレキシブル基板と主基板とが接着される。
【００１５】
本発明のさらに他の態様の接続構造においては、主基板に貫通孔が形成されている。フレキシブル基板は、その先端部が上記貫通孔を通過した状態で上記主基板に接続される。そして、上記フレキシブル基板に達するように上記貫通孔およびその周辺にポッティング樹脂が設けられる。
【００１６】
本発明のさらに他の態様の接続構造においては、主基板には配線パターンおよび貫通孔が形成されている。フレキシブル基板は、その先端部に上記主基板が備える配線パターンとの接続のための複数の接続端子を備える。そして、上記複数の接続端子を利用して上記フレキシブル基板が上記主基板に接続された状態で上記フレキシブル基板に達するように上記貫通孔およびその周辺にポッティング樹脂が設けられる。
【００１７】
本発明の接続方法は、配線パターンが形成された主基板に、その主基板の配線パターンとの接続のための複数の接続端子およびそれら複数の接続端子にそれぞれ接続される複数の配線パターンを備えるフレキシブル基板を接続するものである。そして、上記フレキシブル基板において上記複数の配線パターンどうしの間に貫通孔を形成し、上記主基板の配線パターンと上記フレキシブル基板の配線パターンとを半田接続し、上記主基板に達するように上記貫通孔およびその周辺にポッティング樹脂を設ける。この方法によれば、半田付け作業の後に主基板とフレキシブル基板との間に接着剤等を塗布する必要がなく、樹脂をポッティングするだけで、それらの間の接合が補強される。
【００１８】
本発明のさらに他の態様の接続構造においては、フレキシブル基板は、さらに複数の配線パターン群の外側の領域に外側貫通孔を備える。そして、ポッティング樹脂は、主基板に達するように上記貫通孔、上記外側貫通孔、およびそれら貫通孔の周辺に設けられる。
【００１９】
本発明のさらに他の態様の接続構造においては、上記外側貫通孔は、上記貫通孔より大きく形成される。この構造においては、さらに接着効果が得られる。
本発明のさらに他の態様の接続構造においては、フレキシブル基板は、先端部において、さらに複数の接続端子群の外側の領域に凹部分を備える。そして、ポッティング樹脂は、主基板に達するように上記櫛形状部分、上記凹部分、およびそれらの部分の周辺に設けられる。
【００２０】
本発明のさらに他の態様の接続構造においては、上記凹部分は、上記櫛形状部分の凹部分より大きく形成される。この構造においても、さらに接着効果が得られる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、複雑な作業を導入することなく、十分な強度で主基板にフレキシブル基板を接続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明の実施形態の接続構造の一例を示す図である。図１において、主基板１００は、例えば、ＦＲ４基板、ガラスエポキシ基板、アルミ基板等であり、その表面および／または内層を利用して電気回路を構成するための配線パターン１０１を備えている。フレキシブル基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）１は、主基板１００の信号線または電力線を外部の回路に接続するためのシート状の柔軟な基板であり、例えば、ポリイミドで形成されている。
【００２３】
フレキシブル基板１には、主基板１００の信号線または電力線を外部の回路に接続するための配線パターン２が形成されている。また、フレキシブル基板１の先端部には、主基板１００が備える配線パターン１０１とフレキシブル基板１の配線パターン２との接続のための複数の接続端子（半田付け用ランド）３が形成されている。ここで、各接続端子３には、それぞれ対応する配線パターン２が接続されている。なお、特に図示しないが、主基板１００の対応する位置にも半田付け用ランドが設けられており、主基板１００およびフレキシブル基板１の半田付け用ランドを互いに半田付けして接続端子を形成することにより、対応する配線パターン１０１、２が互いに接続されることとなる。
【００２４】
フレキシブル基板１は、接続端子３が形成されている領域の近傍であって且つ配線パターン２どうしの間に貫通孔４を備える。貫通孔４の直径は、フレキシブル基板１の厚さおよび後述するポッティング樹脂１１の粘性等にもよるが、例えば、１ｍｍ以上に形成され、望ましくは１．５ｍｍ以上に形成される。
【００２５】
ポッティング樹脂１１は、主基板１００の上面に接続されたフレキシブル基板１の表面側にポッティングされる。このとき、ポッティング樹脂１１は、少なくとも各貫通孔４およびその周辺にポッティングされると共に、必要に応じてフレキシブル基板１の端部領域にもポッティングされる。これにより、ポッティング樹脂１１が貫通孔４を介して主基板１００に達するように流れ落ちる。また、フレキシブル基板１の端部領域においては、図５に示した従来技術と同様に、ポッティング樹脂１１が流れ落ちて主基板１００に達する。
【００２６】
上述の樹脂が硬化すると、ポッティング樹脂１１は、主基板１００とフレキシブル基板１とを接合する。このとき、図１に示す構造では、フレキシブル基板１の端部領域だけでなく、各貫通孔４が形成された領域においても、ポッティング樹脂１１によってフレキシブル基板１が主基板１００に接合される。すなわち、この構造によれば、フレキシブル基板１の端部領域だけでなく、その中央部領域においてもフレキシブル基板１が主基板１００に接合される。したがって、この構造によれば、フレキシブル基板１の端部領域のみにおいて接合される特許文献１に記載の構造と比べて、十分な補強効果が得られる。
【００２７】
また、実施形態の接続構造は、まず、予めフレキシブル基板１に貫通孔４を形成しておき、続いて、主基板１００の配線パターン１０１とフレキシブル基板１の配線パターン２とを半田接続し、最後に、ポッティング樹脂１１を設けることにより実現される。したがって、実施形態の接続方法においては、半田付けをした後にフレキシブル基板を曲げながら接着剤を塗布するような手間のかかる工程が不要であり、特許文献２に記載の方法よりも作業性が良好である。
【００２８】
なお、貫通孔４の形状は、円形である必要はなく、他の形状であってもよい。ただし、ポッティング樹脂１１の流れ込みやすさを考慮すると、円形が好適である。
図２は、本発明に係るフレキシブル基板１の実施例である。図２に示すように、貫通孔４の大きさは、互いに異なっていてもよい。また、配線パターン２どうしに間に形成される貫通孔４の数も、互いに同じである必要はない。図２に示す例では、配線パターン２どうしに間に、それぞれ１個または２個の貫通孔４が設けられている。
【００２９】
図３〜図４は、本発明に係わる接続構造の変形例である。以下、これらの図面を参照しながら本発明に係わる接続構造の変形例について説明する。
図３に示す構成では、フレキシブル基板１の先端部が櫛形状に形成されており、その櫛形状部分の各突起の先端に接続端子３が設けられている。そして、ポッティング樹脂１１は、櫛形状の凹部分に流れ込んで主基板１００に達するように設けられる。この構成によれば、図１に示した構成と同様に、端部以外の複数箇所で主基板１００とフレキシブル基板１との接合がなされるので、その強度が高くなる。
【００３０】
図４（ａ）に示す構成では、フレキシブル基板１の端部の所定部分に１以上の切欠きが形成されている。ここで、「端部の所定部分」とは、図４（ａ）に示すように、フレキシブル基板１の先端に近い領域の側面部をいうものとする。そして、ポッティング樹脂１１は、切欠き部分に流れ込んで主基板１００に達するように設けられる。
【００３１】
図４（ｂ）に示す構成では、主基板１００は、フレキシブル基板１を貫通させるための貫通孔１０２を備える。一方、フレキシブル基板１の先端部には接続端子が設けられており、フレキシブル基板１は、貫通孔１０２を貫通した状態で主基板１００に半田付けされる。そして、ポッティング樹脂１１は、貫通孔１０２を利用してフレキシブル基板１を主基板１００に固定する。
【００３２】
図４（ｃ）に示す構成では、主基板１００は、ポッティング樹脂１１を流し込むための貫通孔１０３を備える。一方、フレキシブル基板１の先端部には接続端子が設けられており、主基板１００の裏面の貫通孔１０３の近傍に半田付けされる、そして、ポッティング樹脂１１は、主基板１の表面側からフレキシブル基板１に達するように貫通孔１０３に流し込まれる。なお、図４（ｃ）に示す構成は、特に、主基板１００の裏面を放熱体または接地に接触させない形態に有用である。
【００３３】
図５（ａ）に示す構成では、図１に示すフレキシブル基板１において、さらに複数の配線パターン２群の外側の領域にそれぞれ貫通孔４−１（外側貫通孔）を備え、それら貫通孔４−１を他の貫通孔４−２（配線パターン２どうしの間に設けられる貫通孔）よりも大きくしている。そして、上記実施形態と同様に、ポッティング樹脂１１は、少なくとも各貫通孔４−１、各貫通孔４−２、およびそれら各貫通孔の周辺にポッティングされる。なお、必要に応じてフレキシブル基板１の端部領域にも樹脂ポッティングしてもよい。ポッティング樹脂１１は、貫通孔４−１や貫通孔４−２などを介して主基板１００に達するように流れ落ちて硬化すると、主基板１００とフレキシブル基板１とを接合する。
【００３４】
図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すフレキシブル基板１の実施例である。図５（ｂ）に示すように、貫通孔４−１は貫通孔４−２よりも大きく形成されている。また、貫通孔４−１のみが必ずしも配線パターン２群の外側の領域に設けられていなくてもよい。すなわち、図５（ｂ）に示すように、貫通孔４−１は、フレキシブル基板１の端部において配線パターン２と並んで形成されてもよい。
【００３５】
主基板１００とフレキシブル基板１との接続部分において、最も外力や応力が加わる箇所は、フレキシブル基板１の両端部分（すなわち、主基板１００の複数の配線パターン１０１の各ランドとフレキシブル基板１の複数の接続端子３とが互いに半田付けされる複数の接続部分のうちの両端の接続部分）であり、図５（ａ）に示すように、貫通孔４−１を貫通孔４−２よりも大きく形成することにより、主基板１００とフレキシブル基板１との接続部分の接続強度を上げることができる。
【００３６】
したがって、この構造によれば、フレキシブル基板１の端部領域のみにおいて接合される特許文献１や図１に示す構造と比べて、より補強効果が得られる。
また、この構造は、まず、予めフレキシブル基板１に貫通孔４−１及び貫通孔４−２を形成しておき、続いて、主基板１００の配線パターン１０１のランドとフレキシブル基板１の接続端子３とを半田付けし、最後に、ポッティング樹脂１１を設けることにより実現されるため、上記実施形態と同様に、半田付けをした後にフレキシブル基板を曲げながら接着剤を塗布するような手間のかかる工程が不要であり、特許文献２に記載の方法よりも作業性が良好である。
【００３７】
なお、図５（ａ）に示す構成は、貫通孔４−２をさらに小さくすることで、フレキシブル基板１の実装面積を拡げることができる。そのため、このように貫通孔４−１をより大きくし、かつ、貫通孔４−２をより小さくする構成は、主基板１００とフレキシブル基板１との接続部分の強度の確保とフレキシブル基板１の実装密度の低下抑制の両立を図ることができる。
【００３８】
また、図５（ａ）に示す構成は、図６に示すように、貫通孔４−１や貫通孔４−２の形状をＴ字型やＬ字型に形成してもよい。このように構成することにより、図５（ａ）に示す構成に比べて、孔の周囲長を長くすることができるので、その分貫通孔の縁とポッティング樹脂１１とが接する部分を多くすることができ、主基板１００とフレキシブル基板１との接続部分の接続強度をさらに上げることができる。
【００３９】
また、図５（ａ）に示す構成では、ポッティング樹脂１１が貫通孔４−１毎または貫通孔４−２毎にポッティングされているが、図１に示すように、ポッティング樹脂１１が貫通孔４を跨ぐようにして１回でポッティングされていてもよい。このように構成することにより、樹脂ポッティングするための装置の上下動が１ストロークで済み、主基板１００にフレキシブル基板１を取り付ける際の所要時間を図５（ａ）に比べて短くすることができる。
【００４０】
また、図７に示す構成では、図３に示すフレキシブル基板１の先端部において、さらに複数の接続端子３群の外側の領域（図７に示す破線枠Ａに囲まれる部分）にそれぞれ凹部分を備え、その凹部分を他の櫛形状部分（図７に示す破線枠Ｂに囲まれる部分）の凹部分よりも大きくしている。そして、上述と同じ方法で、その凹部分、他の櫛形状部分の凹部分、およびそれらの部分の周辺に樹脂ポッティングしている。このように、複数の接続端子３群の外側の領域に設けられる凹部分を他の櫛形状部分の凹部分よりも大きくすることにより、図５（ａ）に示す構成と同様に、主基板１００とフレキシブル基板１との接続部分の接続強度を上げることができる。
【００４１】
したがって、この構造によれば、フレキシブル基板１の端部領域のみにおいて接合される特許文献１や図３に示す構造と比べて、より補強効果が得られる。また、この構造は、上記実施形態と同様に、半田付けをした後にフレキシブル基板を曲げながら接着剤を塗布するような手間のかかる工程が不要であり、特許文献２に記載の方法よりも作業性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態の接続構造の一例を示す図である。
【図２】本発明に係るフレキシブル基板の実施例である。
【図３】本発明の係わる接続構造の変形例（その１）である。
【図４】本発明の係わる接続構造の変形例（その２〜４）である。
【図５】本発明の係わる接続構造の変形例（その５）である。
【図６】本発明の係わる接続構造の変形例（その６）である。
【図７】本発明の係わる接続構造の変形例（その７）である。
【図８】主基板にフレキシブル基板を接続する従来の方法を示す図（その１）である。
【図９】主基板にフレキシブル基板を接続する従来の方法を示す図（その２）である。
【符号の説明】
【００４３】
１      フレキシブル基板
２      配線パターン
３      接続端子
４      貫通孔
４−１  貫通孔
４−２  貫通孔
１１    ポッティング樹脂
１００  主基板
１０１  配線パターン
１０２、１０３  貫通孔
【図２】
2006245562.tif 000003
【図４】
2006245562.tif 000004
【図５】
2006245562.tif 000005
【図７】
2006245562.tif 000006
【図９】
2006245562.tif 000007
【図１】
2006245562.tif 000008
【図３】
2006245562.tif 000009
【図６】
2006245562.tif 000010
【図８】
2006245562.tif 000011